Правила ветвления деревьев: что упустил Леонардо да Винчи

Более 500 лет назад гений Возрождения Леонардо да Винчи заметил закономерность в ветвлении деревьев, которая помогла ему создавать реалистичные пейзажи. «Правило Леонардо» гласит: «Толщина всех веток дерева на любой его высоте, сложенная вместе, дает толщину ствола». Правдивость этого закона отмечается многими художниками и ботаниками, однако, в реальности далеко не все деревья соответствуют ему. Ученые из Петербургского института ядерной физики под руководством Сергея Григорьева объяснили, как нужно дополнить это правило, чтобы точно описать закономерности роста деревьев.

Новое правило, дополняющее «правило Леонардо», включает не только ширину, но и длину ветвей и подразумевает, что длинные ветви в конечном итоге будут тоньше, чем короткие.

Исследователи говорят, что связь между площадью поверхности ветвей и общей строением кроны показывает, что именно живые внешние слои древесины определяют структуру дерева. Авторы исследования пишут, что жизнь дерева протекает по законам сохранения площади в двумерном пространстве, как если бы дерево было двухмерным объектом. Другими словами, только два измерения — ширина каждой ветки и расстояние между ветвями на ветке — определяют структуру любого дерева.

Чтобы проверить, насколько новое правило соответствует истине, исследователи сделали фотографии деревьев разных видов и проанализировали строение кроны, чтобы подтвердить, что реальные закономерности соответствуют прогнозам.

Команда исследователей еще не изучала хвойные растения, опыты показали, что для лиственных растений (клена, липы, яблони, дуба, березы и каштана) закономерность выведенное правило подтвердилось.

Биологически такую закономерность можно объяснить тем, что так растение обеспечивает себе наибольшую устойчивость и равномерное распределение питательных веществ.